美国东部时间2月11日上午,美国国家科学基金会与来自加州理工学院、麻省理工学院以及科学协作安排“激光干与引力波天文台”(LIGO)的科学家在华盛顿全国新闻中心一同宣告,LIGO于上一年9月14日初次勘探到引力波,证明了爱因斯坦100年前所做的猜想,弥补了广义相对论试验验证中终究一块缺失的“拼图”。
美国东部时间2月11日上午,美国国家科学基金会与来自加州理工学院、麻省理工学院以及科学协作安排“激光干与引力波天文台”(LIGO)的科学家在华盛顿全国新闻中心一同宣告,LIGO于上一年9月14日初次勘探到引力波,证明了爱因斯坦100年前所做的猜想,弥补了广义相对论试验验证中终究一块缺失的“拼图”。
引力波是一种时空涟漪,好像石头被丢进水里发生的波纹,在黑洞兼并、脉冲星自转以及超新星迸发时发生。早在1915年,爱因斯坦就曾预言了引力波的存在。迄今为止,爱因斯坦的广义相对论中有关“光线的曲折”“水星近日点进动”以及“引力红移效应”等预言都已获证明,唯有引力波一向徜徉在科学家的“视野”之外。
在美国国家科学基金会赞助下,麻省理工学院、加州理工学院联合建造了LIGO,并从2003年开端搜集数据。LIGO由两套干与仪组成,是两个相互笔直的L形摆放的干与臂,臂长均为4000米。LIGO干与仪的作业原理是,在两臂交会处,从激光光源宣告的光束被一分为二,别离进入相互笔直并坚持超真空状况的两空心圆柱体内,然后被终端的镜面反射回原起点,并在那里发生干与。如果是细小改变、弱小地震和其他搅扰信号,其记载将只出现在一台干与仪中,而真实的引力波信号则会被两台干与仪一同记载。
现在世界上共有4个引力波勘探器,其间3个布置在美国,即华盛顿州汉福德市的两个和路易斯安那州利文斯顿市的一个。
美国东部时间2015年9月14日5时50分45秒,坐落利文斯顿的引力波勘探器首要传出撞击声。7毫秒后,汉福德的勘探器也传出撞击声。这意味着后来被命名为GW150914的引力波传到了地球,并被两个天文台勘探到。LIGO以为,此次勘探到的引力波是由两个黑洞兼并引发的。这两个直径约为150公里的黑洞不断接近、旋转,并终究以1/2倍光速的速度相撞后“合二为一”。这两个质量别离为太阳质量29倍、36倍的黑洞,在兼并的过程中释放出约3个太阳质量的能量,其发生的引力波经13亿年的绵长传达终究抵达地球。
科学界普遍以为,引力波的发现是物理学、天文学研讨的一项严重突破,敞开了人类探究世界的一扇大门,乃至或许揭开世界诞生的奥妙。
LIGO创始者之一、麻省理工学院物理学教授雷纳·维斯说,“引力波的发现完美地印证了爱因斯坦在100年前的预言”。
英国闻名理论物理学家斯蒂芬·霍金表明:“引力波供给了一种人们看待世界的全新方法。(人类)勘探到引力波的这种才能,很有或许引发天文学革新。”
哥伦比亚大学物理学教授绍博尔齐·马尔卡则形象地比方说,此前人类的天文学发现都恰似“眼睛”,而引力波的发现意味着人类长了“耳朵”,“引力波所带着的很多信息,能够协助科研人员更好地了解黑洞”。
此间言论指出,美国科学家之所以能完结发现引力波这一“严重里程碑”,敞开观测世界的一个新窗口,源自于持之以恒的探究精力和巨大的科研资金投入。
引力波的发现是世界各国科学家前赴后继、不懈努力的效果。早在20世纪60年代,马里兰大学的物理学家韦伯首要提出了一种共振型引力波勘探器,马上引起了学界的颤动,可是后来的重复试验都一无所得。自1974年,泰勒和赫尔斯对双星体系的轨迹进行了长时间观测,发现了引力波存在的直接依据,并因而取得1993年诺贝尔物理学奖。而从1991年至今,共有来自加州理工、麻省理工、清华大学、台湾新竹清华大学等10多个国家和地区90多所高校的1000名科学家参加了LIGO的日常勘探和研讨。LIGO发言人、物理学教授盖普瑞拉·冈萨雷兹表明,“这是全球科学家一同努力的成果”。
引力波的发现也表现了科学界一丝不苟的谨慎精力。有关LIGO发现引力波的传言已在物理学界传达了几个月,最早泄漏这一音讯的是美国亚利桑那州立大学物理学家克劳斯。不过,传言一向未取得LIGO项目组证明。LIGO项目科学家称,他们花了几个月的时间进行验证,这也是为什么上一年9月勘探到引力波信号,却拖到本年2月才宣告的首要原因。从20世纪60年代就加入到探寻引力波的LIGO创始人之一、理论物理学家基普·托恩说,“就在几天前,我还瞒着我的妻子”。
LIGO的成功离不开巨大的研讨经费支撑。据《华盛顿邮报》报导,美国国家科学基金会赞助了LIGO项目建造和运转。曩昔几十年,该基金会为此项目共供给了11亿美元经费。2002年至2010年,LIGO项目发展虽遭受瓶颈,美国国家科学基金会并未抛弃,并于上一年秋天向LIGO再投入2亿美元从头规划干与仪以进步其敏感度。之后,从头开端搜索作业的LIGO科学家们总算“听到了声响”。
引力波的发现也不乏“趣闻”。据美国《科学》杂志发表,在LIGO作业的1000多位科学家中,马克·德拉戈什最早发现了期待已久的引力波信号。德拉戈什本年33岁,是一名热衷于演奏古典钢琴的博士后,来自意大利帕多瓦,现在,德拉戈什在为LIGO勘探供给数据剖析的德国汉诺威马克斯·普兰克重力物理学研讨院作业。因为德拉戈什出书过两本科幻小说,因而整个LIGO团队一度还曾“好心地猜想”,其发现有或许是“梦想出来的”。不过,很快,我们都开端一同为德拉戈什以及整个团队保存这个“令人兴奋的隐秘”,直至2月11日“激动人心的时间”到来。(本报华盛顿2月12日电 本报驻华盛顿记者 韩显阳)
本报北京2月12日电(记者邓晖)2月11日,科学家宣告发现引力波,广义相对论终究预言获证。记者12日从清华大学得悉,作为现在中国大陆仅有一个LIGO科学协作安排成员(以下简称LSC),清华大学研讨团队在引力波的成功勘探中作出贡献。
据介绍,清华研讨团队首要与麻省理工学院、加州理工学院和西澳大利亚大学等LSC成员协作开展作业,侧重选用先进核算技术进步引力波数据剖析的速度和功率,参加了LSC引力波暴和数据剖析软件等作业组相关研讨,首要研讨效果包含GPU加快引力波暴数据剖析和完成低推迟实时细密双星并合信号的搜索;选用机器学习方法加强引力波数据噪声的剖析;剖析引力波事情显著性的体系误差等。清华研讨团队还参加构建引力波数据核算根底渠道,开发的数据剖析软件东西为LSC成员广泛运用。这一作业取得了国家自然科学基金委和清华大学自主科研方案项目的支撑。
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